Музей открылся 1 апреля 1932 года. В 1937-1987 годах он располагался в приспособленном здании в парке им. Куйбышева. В годы Великой Отечественной войны музей был временно закрыт. С 1954 года по 1957 год музей имел статус областного. В это время его фонды пополнились уникальными экспонатами, увеличился штат сотрудников, экспозиции стали более зрелищными. В 1960-1970-е годы наряду с собирательской и исследовательской работой широко велась просветительская, оформлялись выставки. В 1971 году музей был награждён Грамотой Советского комитета ветеранов войны. В 1978 году музей получил разрешение Института археологии АН СССР на разведку местности и археологические раскопки. В начале 1980-х годов здание музея пришло в негодность. Решено было построить другое. Сотрудники в это время читали лекции на предприятиях, агитплощадках и в пионерских лагерях.
Новая экспозиция открылась 19 ноября 1990 года. В 1991 году в ознаменование этой даты прошла краеведческая конференция, которые стали проводиться ежегодно. В 1993 году впервые был подготовлен краеведческий выпуск газеты «Город». Сотрудники участвовали в издании книги о Балашове «Светлый город на чистой реке». В 2002 году музей был награжден грамотой Министерства культуры Саратовской области. С 2003 года стали издаваться сборники материалов краеведческих конференций. В мае 2005 года музей был занесен на Городскую Доску Почета, в 2006 году отмечен Благодарностью Министерства культуры Саратовской области. В настоящее время музей активно занимается пропагандой краеведческих знаний, экспозиционной работой, проектной деятельностью, привлекает новых посетителей. Сотрудники принимают участие в профессиональных конкурсах на лучшего музейного работника области.
Составной частью музейного фонда является археологическая коллекция. Наиболее интересные экспонаты обнаружены при раскопках мезолитических и неолитических стоянок в районе сёл Шапкино и Инясево, курганов эпохи бронзы у с. Тростянка, раннего железного века у с. Ключи и грунтового протославянского могильника у с. Инясево и Рассказань III.
В коллекции документов особый интерес вызывают доклады и отчеты Балашовской уездной земской управы, журналы уездных земских собраний второй половины XIX века и начала XX века, отражающие многогранную деятельность местного земства. Среди уникальных документов имеется дневник ключника Ирининской экономии наследников В.Л. Нарышкина за 1912 год. Представляют интерес документы периода революции и гражданской войны, материалы о жизни и деятельности земляков – героев Великой Отечественной войны, известных деятелей российской науки и культуры.
В фондах музея имеется значительная коллекция фотографий конца XIX века и начала XXI века. Интересны снимки местных фотографов С. Аронса, М. Иванова, А. Фролова, Ф. Паляева и Н. Донкова, которые запечатлели типы жителей уездного г. Балашова – представителей различных слоев и сословий населения конца XIX века и начала XX века. Коллекция работ земского фотографа Н.С. Костикова 1906–1911 годов содержит фотографии с сельскохозяйственных выставок Балашовского земства и опытного поля имения Нарышкиных. Музей располагает подлинными фотографиями многих известных земляков, сюжетными фотографиями, отражающими традиции и обряды местных жителей, историю предприятий и учреждений, природу Прихоперья и Балашовского района.
В коллекции музея имеется несколько редких краеведческих изданий. Среди них книга А. Леопольдова «Статистическое описание Саратовской губернии», книга А. Никольского «Хозяйственное описание Балашовского уезда Саратовской губернии» и др.
В этнографической коллекции представлены русская и украинская женская и мужская, праздничная и повседневная, обрядовая народная и городская одежда, а также образцы домотканых тканей конца XIX века и начала XX века. В фондах музея хранится большая коллекция образцов синтетических шелковых и капроновых тканей, выпускавшихся на местном Комбинате плащевых тканей им. 50-летия СССР, ныне АО «Балтекс», в 1968-2002 годах.
В фондах имеются немногочисленные изделия из фарфора и фаянса второй половины XIX века и начала XX века, изготовленные на фабриках М.С. и И.Е. Кузнецовых, Гарднера, Храпунова-Нового. Предметы местного гончарного производства представлены в основном кувшинами, кринками, мисками первой половины XX века.
Коллекция декоративно-прикладного искусства располагает изделиями из художественного металла второй половины XIX века и начала XX века.
В коллекции самоваров, около 60 предметов, имеются образцы жаровых и электрических изделий российского и советского производства второй половины XIX века и начала XX века.
Среди представленных в музее предметов техники — ручной типографский пресс XIX века, граммофоны начала XX века, патефоны, радиодинамики, радиоприемники 1940-1970-х годов, различные фотоаппараты XX века, образцы продукции местных промышленных предприятий, в том числе слюдокомбината и завода автотракторных прицепов 1960-1990-х годов.
